配氣機構(gòu)是汽車、船舶等發(fā)動機的重要部件之一，它的功能是實現(xiàn)換氣過程，以保證氣缸吸人新鮮空氣和排除燃燒廢氣HI2]．氣門是配氣機構(gòu)的核心部件，在工作中承受極高的機械負荷、熱負荷及腐蝕性氣體的沖刷，潤滑狀態(tài)極為不良，因而在工作中磨損比較嚴(yán)重，常造成氣門下沉，燃燒室的容積增大，使柴油機性能變壞，嚴(yán)重時影響柴油機的正常工作。J．據(jù)相關(guān)資料顯示，配氣機構(gòu)的摩擦損失在柴油機總摩擦損失中占有較大的比例，特別是在低速、小負荷時，可能達20％以上．自20世紀(jì)40年代以來，由于因配氣凸輪乃至配氣機構(gòu)其他元件引起的故障日益增多，人們開始了對配氣機構(gòu)及其元件的摩擦磨損展開了深人的研究，取得了一系列研究成果．Ootani5對使用耐熱鋼SUH3材料制成的氣門和用燒結(jié)合金材料制成的氣門圈座的沖擊磨損試驗進行了研究．LewisR提出了一種在試驗臺上檢驗柴油機氣門與氣門圈座的磨損問題的方法．程紹桐等提出當(dāng)前車用柴油機氣門失效的主要模式，并闡明了解決失效應(yīng)重點從機械應(yīng)力出發(fā)，從設(shè)計、制造和使用三個方面對失效原因進行分析．趙運才等對發(fā)動機氣門一門座副的磨損失效過程進行了模擬實驗研究．朱遠志等分析了工況條件下化學(xué)介質(zhì)、溫度、應(yīng)力等環(huán)境因素對重型發(fā)動機氣門座圈材料磨損的影響．陸克久等分析了進氣門與座圈磨損的主要影響因素．張春豐等分析了活塞組、曲柄連桿機構(gòu)、噴油泵、配氣機構(gòu)等組件的機械損失．張松口指出了凸輪一挺柱間過大的接觸應(yīng)力是造成凸輪磨損失效的主要原因．綜上所述，柴油機配氣機構(gòu)摩擦方面的研究取得了很大進展，但大部分的研究是圍繞著凸輪一挺柱的摩擦磨損以及凸輪型線的設(shè)計而展開的，而在氣門與氣門座、氣門與氣門導(dǎo)桿間引入潤滑油而減少配氣機構(gòu)磨損方面的研究幾乎沒有．目前，國外許多大功率柴油機已經(jīng)采用氣門潤滑裝置技術(shù)來解決進氣門與其座圈的磨損問題，如MTU公司在396系列高強化、大功率柴油機上已普遍采用配氣機構(gòu)氣門潤滑技術(shù)．通過安裝氣門潤滑裝置，在氣門與氣門座、氣門與氣門導(dǎo)桿間引入潤滑油對接觸表面進行潤滑，將極大地改善其摩擦磨損狀況，提高柴油機的壽命及其工作可靠性．在國內(nèi)，氣門潤滑裝置的技術(shù)資料比較缺乏，到目前為止，主要依賴進口，應(yīng)用在潛艇等軍事領(lǐng)域．本文在分析柴油機配氣機構(gòu)潤滑機理的基礎(chǔ)上，對柴油機氣門潤滑裝置進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和機理分析，進而實現(xiàn)在柴油機配氣機構(gòu)的氣門與氣門座、氣門與氣門導(dǎo)桿間引入潤滑油對接觸表面進行潤滑，對于改善柴油機配氣機構(gòu)的摩擦磨損狀況有一定的指導(dǎo)意義．

1配氣機構(gòu)運動規(guī)律分析

配氣機構(gòu)是柴油機的重要組成部分．目前，柴油機上常用的配氣形式是凸輪軸式配氣機構(gòu)．包含的組件有：凸輪、挺柱、搖臂、搖臂軸、氣門、氣門彈簧等．它是由凸輪的旋轉(zhuǎn)通過傳動機構(gòu)驅(qū)動氣門按預(yù)定規(guī)律開啟和關(guān)閉來實現(xiàn)配氣過程．凸輪軸是配氣機構(gòu)中主要的驅(qū)動零件，凸輪的外形決定了氣門的運動規(guī)律和發(fā)動機的配氣相位．凸輪計算的任務(wù)是根據(jù)給定的最大凸輪升程和配氣時間來確定挺柱的加速度、速度和升程與曲軸轉(zhuǎn)角(或凸輪轉(zhuǎn)角)之間的關(guān)系．在傳動過程中，配氣機構(gòu)的當(dāng)量質(zhì)量的慣性力和彈簧力促使機構(gòu)產(chǎn)生變形．凸輪型線設(shè)計的最佳效果是最終得到最佳的氣門升程、速度和加速度曲線，在發(fā)動機標(biāo)定轉(zhuǎn)速和超速條件下，保證得到最小氣門落座力和最小落座速度．由配氣機構(gòu)的運動規(guī)律可知，氣門潤滑裝置運轉(zhuǎn)過程中，若流量太大則燒機油嚴(yán)重，增加排放；若流量太小，氣門與座圈潤滑不足，磨損嚴(yán)重．為了實現(xiàn)氣門潤滑裝置的供油量與配氣機構(gòu)的進氣量相匹配，本文將氣門潤滑裝置中的主動齒輪轉(zhuǎn)速與配氣機構(gòu)的凸輪的轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)，利用凸輪的轉(zhuǎn)速控制氣門潤滑裝置每分鐘的流量，從而實現(xiàn)在配氣機構(gòu)的氣門與氣門座之間引入適量潤滑油對其接觸表面進行潤滑的目的．

2結(jié)構(gòu)設(shè)計

1)結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示，氣門潤滑裝置主要有泵油系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和調(diào)整系統(tǒng)3部分組成．泵油系統(tǒng)主要包括齒輪頂柱、彈簧、油泵體和限位螺釘，傳動系統(tǒng)主要包括主動齒輪和從動齒輪，調(diào)整系統(tǒng)主要包括調(diào)整軸、頂銷、頂柱和彈簧等．

(1)泵油系統(tǒng)泵油系統(tǒng)的主要構(gòu)件為柱塞，本文選用軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)形式．軸向柱塞泵的柱塞與缸體柱塞孔之間為圓柱面配合，加工工藝性好，易于獲得很高的配合精度，且密封性能好，泄漏少，能在高壓下工作，容積效率高，流量容易調(diào)節(jié)．在柴油機配氣機構(gòu)中，凸輪軸每轉(zhuǎn)動一周，排氣和進氣門各工作一次．為了保證配氣機構(gòu)的進氣量與氣門潤滑裝置的流量相匹配，必須使氣門潤滑裝置的從動齒輪在凸輪轉(zhuǎn)動一周的過程中也轉(zhuǎn)動一周，同時與從動齒輪做成一體的柱塞走完一個行程，氣門潤滑裝置出油口供油兩次．齒輪過渡階段(3O。)，在柱塞上開寬為2mm的槽(對應(yīng)中心角約33。)，如圖3所示，通過齒輪轉(zhuǎn)角決定柱塞吸油和供油．在泵體上設(shè)置兩個相互連通的出油孔，以滿足兩個出油口同時供油的要求．如圖4(a)所示，當(dāng)柱塞上的通孔與出油孔連通時，兩個出油口同時供油；如圖，4(b)所示，當(dāng)柱塞上孔與出油孔斷開時，兩出油口同時關(guān)閉。

一、進一步優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，特別重視開發(fā)和選擇噴射系統(tǒng)

Perkins公司的Ouadram燃燒室、日野公司的HMMS燃燒室，小松公司的MTEC燃燒室及五十鈴公司的四角形燃燒室等，都在試驗開發(fā)階段，其基本特點是由一個中央渦流及四周的微渦流使空氣燃料快速而充分地混合，并配合以合適的燃油噴射系統(tǒng)。

目前，噴射系統(tǒng)已進入一個較快的發(fā)展時期，現(xiàn)正在研究開發(fā)lms內(nèi)完成一次噴射，并在有限時間內(nèi)正確控制噴射量的方法。噴射壓力已提高到160—180MPa，實驗室內(nèi)已到200MPa。如共軌式噴射系統(tǒng)及分段預(yù)噴射系統(tǒng)等，可根據(jù)發(fā)動機的負荷與轉(zhuǎn)速自動控制合理的噴射規(guī)律和噴油壓力。

二、增壓及可變氣門配氣定時

當(dāng)今柴油機增壓和增壓中冷已成為標(biāo)準(zhǔn)特點，隨著發(fā)動機的輕量化與小型化，為了降低車輛油耗，提高車輛裝載效率，必須繼續(xù)提高增壓比及增壓器效率。在進一步提高大負荷區(qū)的過量空氣系數(shù)a時可以減少顆粒排放，同時通過稀燃化，減少熱損失，提高循環(huán)效率，進而同時降低油耗，隨著高增壓和高a化，組裝有多個增壓器的復(fù)合系統(tǒng)已成為可能。另外，增壓器固定的渦輪幾何形狀也將由可用于多用途的電控可變幾何形狀所取代。

目前，在小缸徑柴油機上4氣門和噴油嘴垂直中置技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，為了減少換氣損失，使混合氣的形成進一步優(yōu)化，現(xiàn)正在研究采用可變氣門配氣定時，從而使發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的氣門升程和定時得到最佳優(yōu)化。

柴油機在使用運行過程中。最為常見的磨損是柴油機氣缸套磨損。氣缸套磨損后，使柴油機械的工作能力急劇下降。嚴(yán)重的影響了柴油機的使用壽命。為此，對柴油機的氣缸磨損原因進行正確分析．并采取相應(yīng)的技術(shù)對策加以預(yù)防．是延長柴油機使用壽命，節(jié)約農(nóng)用機械生產(chǎn)成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)在生產(chǎn)中加以推廣應(yīng)用。

一、氣缸套的磨損類別

1．積碳磨損。積碳磨損是指進入氣缸的空氣中的灰塵和飛濺重疊氣缸壁上的潤滑油中的雜質(zhì)以及燃燒產(chǎn)生的積碳所引起的磨料磨損。

2．腐蝕磨損。腐蝕磨損是指燃料燃燒過程中含酸性成分的生成物引起的氣缸壁的腐蝕磨損。

3．熔著磨損。氣缸套與活塞環(huán)在潤沒膛良情況下滑動．時，兩者有極微小部分金屬面直接接觸摩擦形成局部高熱．使之熔融粘著、脫落并逐步擴大面積。即所謂的熔著磨損。

4．綜合磨損。柴油機工作時，各種磨損往往同時存在，又相互影響。如腐蝕磨損產(chǎn)生的顆粒會引起磨料磨損．由于磨料磨損使所缸套和活塞環(huán)磨損嚴(yán)重，造成大量漏氣，破壞正常潤滑，又會引起熔著磨損。

論文摘要:系統(tǒng)介紹了新技術(shù)和先進設(shè)計方法在柴油機配氣機構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，并就各種新技術(shù)對柴油機性能的影響進行了詳盡分析，同時對配氣機構(gòu)的先進設(shè)計方法和傳統(tǒng)設(shè)計方法的優(yōu)缺點進行了綜合比較。

論文關(guān)鍵詞:柴油機配氣機構(gòu)動態(tài)設(shè)計

配氣機構(gòu)對發(fā)動機性能具有重要影響。它的主要功能是實現(xiàn)柴油機的換氣過程，根據(jù)氣缸的工作次序，定時地開啟和關(guān)閉進、排氣門，以保證氣缸吸人新鮮空氣和排除廢氣’。在柴油機設(shè)計中，配氣機構(gòu)設(shè)計占有重要地位，其設(shè)計一質(zhì)量不僅直接影響柴油機的技術(shù)性能、工作可靠性、耐久性和平穩(wěn)性，而且還決定了發(fā)動機的結(jié)構(gòu)緊湊性和制造、使用的成本，因此國內(nèi)外對配氣機構(gòu)的研究都非常重視。

現(xiàn)今對柴油機的設(shè)計，一方面希望氣門加速度較大，以使氣門能夠迅速開、關(guān)，從而得到較好的換氣效果，以提高動力性和經(jīng)濟性;另一方面，希望載荷保持相對較小，以減少加速度，從而減少振動和噪聲，延長使用壽命、2。隨著計算數(shù)學(xué)和電子計算機在配氣機構(gòu)設(shè)計階段的運用，通過選用不同的凸輪型線、包角、重疊角、氣門直徑、升程等參數(shù)，進行多種方案的計算，可從中選出最接近于所希望要求的方案，也可以通過設(shè)計參數(shù)的調(diào)整，從而獲得接近于理想的充氣效率和配氣正時。目前，配氣機構(gòu)的研究在技術(shù)應(yīng)用和設(shè)計方法上都取得了一定的進展。

1技術(shù)應(yīng)用

1.1頂置凸輪軸技術(shù)

摘要：柴油機凈化的關(guān)鍵是如何有效地消除NOχ和微粒碳煙的生成量。文章從噴油系統(tǒng)出發(fā)，提出了改進排放的五種切實可行的方法，具有明顯的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：柴油機；排放控制；措施

柴油機的有害排放取決于柴油機混合氣形成及缸內(nèi)燃燒過程，而這些歸根到底是由噴油、氣流、燃燒系統(tǒng)以及缸內(nèi)工作特質(zhì)的配合所決定的。柴油機凈化的關(guān)鍵，是如何有效地消除NOχ和微粒碳煙的生成量。恰恰這兩項排放物的生成規(guī)律常常是互相矛盾的。因此，任何一個單項措施總有它的負面影響。人們總是在采取某項措施的同時，應(yīng)用另一項措施來加以補救和平衡。最后，常常是多項措施的綜合應(yīng)用，才使排放性能達到一個新的水平。柴油機是一個多性能、多工況、多因素綜合影響的統(tǒng)一體，再加上各種各樣的排放凈化措施，如何進行優(yōu)選、折中和綜合控制是一個極為困難和復(fù)雜的問題。柴油機的電子控制和綜合管理是有效解決這一問題的最佳途徑，也是使各種機內(nèi)凈化措施得以充分發(fā)揮效用的保證。在所有凈化措施中，噴油系統(tǒng)的改進無疑是最為重要的環(huán)節(jié)。

車用柴油機中常用的機械燃油噴射系統(tǒng)有兩大類，直列泵系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)。直列泵系統(tǒng)包括直列多缸泵、單體泵和泵噴嘴系統(tǒng)，多用于大、中型車用柴油機上。轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)有端面凸輪驅(qū)動的VE泵系統(tǒng)，和內(nèi)凸輪驅(qū)動的徑向?qū)χ弥到y(tǒng)，多用于輕型客車和柴油轎車的小型高速柴油機上。上述各系統(tǒng)都是應(yīng)用柱塞往復(fù)運動、脈動供油的方式工作。以下是五種控制柴油機排放的具體措施：

一、推遲噴油提前角降低NOχ排放

噴油提前角是噴油始點早于汽缸壓縮上止點的角度。柴油機都要求噴油提前，這是因為從噴油到著火有一段滯燃期，為保證實際燃燒放熱中心能接近上止點，避免燃燒拖后，經(jīng)濟性下降，所以噴油要提前。單從動力、經(jīng)濟性角度出發(fā)，最佳提前角隨轉(zhuǎn)速上升而增大；隨負荷加大而略有增加。車用柴油機因為在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，所以有專設(shè)的轉(zhuǎn)速自動提前裝置來滿足此要求。同一工況，若提前角改變，會使滯燃期改變。一般推遲噴油時，因初期噴油更接近上止點，故缸內(nèi)壓力、溫度較高，滯燃期縮短。其結(jié)果是滯燃期的預(yù)混噴油量減少。當(dāng)然，若噴油太遲，使滯燃期挪到上止點之后，則缸內(nèi)壓力、溫度未必上升。這種情況一般難于碰到。預(yù)混燃燒階段是影響NOχ排放最重要的時期。預(yù)混油量及混合氣量的減少將使速燃期中壓力、溫度上升程度降低，從而大大減少NOχ的排放量。同時，由于壓力升高率的下降，噪聲也大大降低。因此推遲噴油提前角這一措施，是最早應(yīng)用的有效降低NOχ排放和噪聲的對策。推遲噴油，直噴機的NOχ大幅下降，而間接噴射式渦流室柴油機的下降幅度則小一些。但是噴油過遲，則燃油消耗率和煙度都會惡化，對CO和HC也有不利影響。油耗和煙度的惡化是噴油推遲，燃燒跟著推遲以及緩燃期油量增加，燃燒時期也拉長的必然結(jié)果。早期控制排放的措施不多，為了排放達標(biāo)，不得不犧牲經(jīng)濟性能。近期已可通過提高噴射壓力等多種辦法來綜合解決這一問題。

摘要：本文以鑄鐵HT250飛輪殼進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，將飛輪殼材料由HT250優(yōu)化為YL112，降低飛輪殼整體重量為目標(biāo)，通過優(yōu)化計算得出，優(yōu)化后飛輪殼的最大主應(yīng)力值為100MPa，較HT250飛輪殼的最大主應(yīng)力在161.2MPa小得多，疲勞安全系數(shù)略小于HT250的飛輪殼；并且通過計算兩張材料下的動力總成模態(tài)頻率，采用YL112的飛輪殼1階模態(tài)頻率要高于HT250飛輪殼的1階模態(tài)頻率，說明優(yōu)化后飛輪殼的剛度得到一定的提升；通過優(yōu)化后最終飛輪殼的重量減輕4.5kg，輕量化效果明顯。

關(guān)鍵詞：飛輪殼；輕量化；動力總成；模態(tài)

近年來，由于環(huán)境污染，嚴(yán)重的霧霾不斷出現(xiàn)，對于環(huán)境保護的要求也越趨于嚴(yán)格，隨著國五排放標(biāo)準(zhǔn)的實施和國六排放標(biāo)準(zhǔn)的實施計劃，對汽車排放NOx、HC和PM標(biāo)準(zhǔn)及燃油耗標(biāo)準(zhǔn)的進一步嚴(yán)格限制，因此急需快速改善汽車的排放指標(biāo)及降低整車油耗，而汽車輕量化對汽車排放指標(biāo)和降低整車燃油消耗率帶來了巨大的利好。柴油機作為汽車的核心動力總成，其重量占汽車比重的很大一部分，對柴油機進行輕量化設(shè)計已經(jīng)成為汽車輕量化設(shè)計的重要目標(biāo)。柴油機輕量化設(shè)計能夠改善發(fā)動機的比功率及整車動力性和經(jīng)濟性。零部件的輕量化設(shè)計能夠給汽車帶來降低NOX、HC及PM等排放污染物，使得汽車能夠滿足國家制定的國五和國六排放法規(guī)的效果，并且還能夠降低燃油消耗量，有試驗表明：汽車的總重量每降低10%，則燃油消耗量可以降低6-8%，排放污染物可以降低4%。目前，汽車的輕量化主要采用的有效措施為采用高強度碳鋼、復(fù)合材料、工程塑料、鋁合金、鎂合金及蠕墨鑄鐵等，在這些材料中，由于鎂合金材料價格較高，因此更得采用鋁合金材料，鋁合金材料具有較高的抗拉強度、加工性能、環(huán)保性能和耐腐蝕性能，同時鋁合金材料的密度較之鑄鐵材料更小，約1/3，說明鋁合金材料成為輕量化設(shè)計的首選材料之一，尤其是針對柴油機輕量化來算，鋁合金材料尤為重要。對柴油機產(chǎn)品重要特性為C級的鑄鐵零部件進行統(tǒng)計，包括空調(diào)壓縮機支架、發(fā)電機支架、動力轉(zhuǎn)向泵支架和飛輪殼等部件，發(fā)現(xiàn)這些鑄鐵件總重量超過20kg，有些產(chǎn)品達到40kg，甚至更高的重量。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，壓鑄鋁的飛輪殼已經(jīng)在國內(nèi)市場上投入使用。壓鑄鋁飛輪殼不僅使用在乘用車，而且商用柴油車上也得到應(yīng)用，例如東風(fēng)貨車、曼發(fā)動機、五十鈴、大眾等，從目前的狀況來看，將發(fā)動機飛輪殼由HT250更改為壓鑄鋁，從而降低發(fā)動機整機質(zhì)量成為一種趨勢。

1計算邊界條件及計算目標(biāo)

利用UGNX6.0建立附件模型，由于結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，因此采用二階四面體單元，在考慮計算機性能的前提下，盡量要求飛輪殼的網(wǎng)格更加細致。在分析時，為減少計算量，計算過程中按動力總成及飛輪殼零部件強度計算。根據(jù)表1-表3參數(shù)設(shè)計計算目標(biāo)，柴油機轉(zhuǎn)速為800-3600rpm，則其二階發(fā)火頻率為26-120Hz，要求柴油機附近支架頻率大于（1.3±0.1）*120HZ=144-168HZ，則附件支架的安全系數(shù)為1.2-1.4。動力總成有限元模型的建立，通過利用有限元軟件建立機體-飛輪殼-變速箱的動力總成模型如圖1。由于有限元計算無法完成非線性模態(tài)分析，因此機體與飛輪殼之間通過RBE單元連接螺栓孔，飛輪殼與變速箱支架通過RBE連接螺栓孔，有限元網(wǎng)格采用3.5mm的C3D10M，其中機體節(jié)點1404978，單元820410，飛輪殼節(jié)點共619164個，單元共186018個；變速總成節(jié)點739602個，單元共1427224個。

2飛輪殼靜強度計算

摘要：本文針對船用柴油機大型曲軸機械加工工藝研究，分析了整個研究中的工藝運行控制要點，并且詳細的分析了整個工藝加工中的控制流程，同時還進行了對應(yīng)的機械加工工藝運行處理，對于提升船用柴油機曲軸機械加工運行能力具有重要性幫助。

關(guān)鍵詞：船用柴油機；大型曲軸；機械加工工藝

0引言

隨著我國現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展水平逐漸提升，對于船用航行工藝的應(yīng)用研究越來越重視，并且在整個工藝運行控制中對于船用柴油機研究越來越重視，通過對船用柴油機研究中的曲軸分析能夠?qū)崿F(xiàn)整個曲軸機械加工工藝運行控制能力提升，對于保障船用柴油機運行控制能力具有重要性保障意義。同時在本文的研究中針對船用柴油機大型曲軸機械加工工藝研究能夠具體的工藝研究控制，將整體的工藝實施要點控制好，對于保障整個船用柴油機曲軸機械加工工藝運行控制具有重要性研究意義。

1船用柴油機大型曲軸機械加工工藝分析

1.1曲軸特點及加工工藝措施處理

摘要：防爆柴油機車是近年來發(fā)展較快的一種礦井運輸工具，在現(xiàn)代化礦井中有代替蓄電池電機車的趨勢。本文就CCG10/9S防爆柴油機車的使用環(huán)境、工作原理、安全保護裝置以及應(yīng)用中的實際效果和產(chǎn)生的經(jīng)濟效益進行了系統(tǒng)的分析和研究。

關(guān)鍵詞：礦用防爆柴油機車工作原理保護裝置應(yīng)用分析

引言

防爆柴油機是一種以柴油為燃料的新型礦用動力機車。經(jīng)過技術(shù)論證和實際運用，它適用于礦山井下具有爆炸性氣體的環(huán)境，是近年來被逐漸推廣的礦山運輸設(shè)備。CCG10/9S防爆柴油機車目前在板集煤礦得到了實際運用，逐步替代了板集煤礦傳統(tǒng)的蓄電池機車。

1柴油機車的基本結(jié)構(gòu)

CCG10/9S防爆柴油機車為900mm軌距，液力—機械傳動內(nèi)燃機車，它由車體、車架、走行和制動等組成。機車為0-2-0軸列式的調(diào)車型機車。

一、進一步優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，特別重視開發(fā)和選擇噴射系統(tǒng)

Perkins公司的Ouadram燃燒室、日野公司的HMMS燃燒室，小松公司的MTEC燃燒室及五十鈴公司的四角形燃燒室等，都在試驗開發(fā)階段，其基本特點是由一個中央渦流及四周的微渦流使空氣燃料快速而充分地混合，并配合以合適的燃油噴射系統(tǒng)。

目前，噴射系統(tǒng)已進入一個較快的發(fā)展時期，現(xiàn)正在研究開發(fā)lms內(nèi)完成一次噴射，并在有限時間內(nèi)正確控制噴射量的方法。噴射壓力已提高到160—180MPa，實驗室內(nèi)已到200MPa。如共軌式噴射系統(tǒng)及分段預(yù)噴射系統(tǒng)等，可根據(jù)發(fā)動機的負荷與轉(zhuǎn)速自動控制合理的噴射規(guī)律和噴油壓力。

二、增壓及可變氣門配氣定時

當(dāng)今柴油機增壓和增壓中冷已成為標(biāo)準(zhǔn)特點，隨著發(fā)動機的輕量化與小型化，為了降低車輛油耗，提高車輛裝載效率，必須繼續(xù)提高增壓比及增壓器效率。在進一步提高大負荷區(qū)的過量空氣系數(shù)a時可以減少顆粒排放，同時通過稀燃化，減少熱損失，提高循環(huán)效率，進而同時降低油耗，隨著高增壓和高a化，組裝有多個增壓器的復(fù)合系統(tǒng)已成為可能。另外，增壓器固定的渦輪幾何形狀也將由可用于多用途的電控可變幾何形狀所取代。

目前，在小缸徑柴油機上4氣門和噴油嘴垂直中置技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，為了減少換氣損失，使混合氣的形成進一步優(yōu)化，現(xiàn)正在研究采用可變氣門配氣定時，從而使發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的氣門升程和定時得到最佳優(yōu)化。

【摘要】柴油機凈化的關(guān)鍵是如何有效地消除NOχ和微粒碳煙的生成量。文章從噴油系統(tǒng)出發(fā)，提出了改進排放的五種切實可行的方法，具有明顯的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】柴油機；排放控制；措施

柴油機的有害排放取決于柴油機混合氣形成及缸內(nèi)燃燒過程，而這些歸根到底是由噴油、氣流、燃燒系統(tǒng)以及缸內(nèi)工作特質(zhì)的配合所決定的。柴油機凈化的關(guān)鍵，是如何有效地消除NOχ和微粒碳煙的生成量。恰恰這兩項排放物的生成規(guī)律常常是互相矛盾的。因此，任何一個單項措施總有它的負面影響。人們總是在采取某項措施的同時，應(yīng)用另一項措施來加以補救和平衡。最后，常常是多項措施的綜合應(yīng)用，才使排放性能達到一個新的水平。柴油機是一個多性能、多工況、多因素綜合影響的統(tǒng)一體，再加上各種各樣的排放凈化措施，如何進行優(yōu)選、折中和綜合控制是一個極為困難和復(fù)雜的問題。柴油機的電子控制和綜合管理是有效解決這一問題的最佳途徑，也是使各種機內(nèi)凈化措施得以充分發(fā)揮效用的保證。在所有凈化措施中，噴油系統(tǒng)的改進無疑是最為重要的環(huán)節(jié)。

車用柴油機中常用的機械燃油噴射系統(tǒng)有兩大類，直列泵系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)。直列泵系統(tǒng)包括直列多缸泵、單體泵和泵噴嘴系統(tǒng)，多用于大、中型車用柴油機上。轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)有端面凸輪驅(qū)動的VE泵系統(tǒng)，和內(nèi)凸輪驅(qū)動的徑向?qū)χ弥到y(tǒng)，多用于輕型客車和柴油轎車的小型高速柴油機上。上述各系統(tǒng)都是應(yīng)用柱塞往復(fù)運動、脈動供油的方式工作。以下是五種控制柴油機排放的具體措施：

一、推遲噴油提前角降低NOχ排放

噴油提前角是噴油始點早于汽缸壓縮上止點的角度。柴油機都要求噴油提前，這是因為從噴油到著火有一段滯燃期，為保證實際燃燒放熱中心能接近上止點，避免燃燒拖后，經(jīng)濟性下降，所以噴油要提前。單從動力、經(jīng)濟性角度出發(fā)，最佳提前角隨轉(zhuǎn)速上升而增大；隨負荷加大而略有增加。車用柴油機因為在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，所以有專設(shè)的轉(zhuǎn)速自動提前裝置來滿足此要求。同一工況，若提前角改變，會使滯燃期改變。一般推遲噴油時，因初期噴油更接近上止點，故缸內(nèi)壓力、溫度較高，滯燃期縮短。其結(jié)果是滯燃期的預(yù)混噴油量減少。當(dāng)然，若噴油太遲，使滯燃期挪到上止點之后，則缸內(nèi)壓力、溫度未必上升。這種情況一般難于碰到。預(yù)混燃燒階段是影響NOχ排放最重要的時期。預(yù)混油量及混合氣量的減少將使速燃期中壓力、溫度上升程度降低，從而大大減少NOχ的排放量。同時，由于壓力升高率的下降，噪聲也大大降低。因此推遲噴油提前角這一措施，是最早應(yīng)用的有效降低NOχ排放和噪聲的對策。推遲噴油，直噴機的NOχ大幅下降，而間接噴射式渦流室柴油機的下降幅度則小一些。但是噴油過遲，則燃油消耗率和煙度都會惡化，對CO和HC也有不利影響。油耗和煙度的惡化是噴油推遲，燃燒跟著推遲以及緩燃期油量增加，燃燒時期也拉長的必然結(jié)果。早期控制排放的措施不多，為了排放達標(biāo)，不得不犧牲經(jīng)濟性能。近期已可通過提高噴射壓力等多種辦法來綜合解決這一問題。